DE408613C

DE408613C - Astatic magnet system for interference-free galvanometers or magnetometers

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Publication number: DE408613C
Application number: DEN22191D
Authority: DE
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Publication date: 1925-01-21

Description

Astatisches Magnetsystem für störungsfreie Galvanometer oder rüagnetometer. Die früher zur Strommessung allein gebräuchlichen Nadelgalvanometer sind in neuerer Zeit mehr und mehr verlassen worden, weil sie durch die Schwankunge:i des äußeren Feldes beeinflußt werden, insbesondere durch die von den jetzt fast überall in Gebrauch befindlichen Starkstromanlagen hervorgerufenen Störungen. Die an ihrer Stelle jetzt fast ausschließlich benutzten Drehspulgalvanometer sind zwar von diesen äußeren Störungen so gut wie völlig frei, doch erreichen sie im allgemeinen nicht die Empfindlichkeit, wie man sie mit den Nadelgalvanometern erzielen kann.Astatic magnet system for interference-free galvanometer or magnetometer. The needle galvanometers, which used to be used only for measuring current, have recently been abandoned more and more because they are influenced by the fluctuations in the external field, in particular by the disturbances caused by the high-voltage systems that are now in use almost everywhere. The moving-coil galvanometers, which are now almost exclusively used in their place, are almost completely free of these external disturbances, but they generally do not achieve the sensitivity that can be achieved with needle galvanometers.

Vollkommen astatische '; adelsystenie sind (lein Einfluß jener Störungen gleichfalls entzogen; auf die Herstellung solcher Systeme ist die deutsche Patentschrift 92,103 der Klasse 21e von Siemens & Halske gerichtet, durch die es bereits bekannt geworden ist, die bei entgegengesetzt gerichtetenMagneten stets noch vorhandene kleine magnetische Resultante durch Hilfsmagnete, die nach Größe und Richtung variiert «erden können, zu kompensieren. Doch sind Galvanometer, bei denen solche vollkommen astasierten Systeme benutzt werden, nicht in den Handel gekommen, vermutlich deshalb, weil es nach diesem Verfahren sehr schwierig ist, in der Praxis vollkommen astasierte Systeme herzustellen. In neuerer Zeit hat man daher unter Verzieht auf innere Astasierung meist den Panzergalvanometern den Vorzug gegeben, bei denen das Erdfeld durch weiches Eisen abgeschirmt wird und eine künstliche Richtkraft zur Verwendung kommt.Completely astatic '; adelsystenie are (no influence of those disturbances also withdrawn; the German patent 92,103 of class 21e from Siemens & Halske is directed to the production of such systems, through which it has already become known that the small magnetic resultants still present in oppositely directed magnets by auxiliary magnets, which can vary in size and direction. However, galvanometers in which such completely astased systems are used have not come on the market, presumably because this method makes it very difficult to find completely astased systems in practice In recent times, therefore, with distortion of internal astazing, preference has been given to armored galvanometers, in which the earth's field is shielded by soft iron and an artificial directional force is used.

Andererseits ist es durch einen Vorschlag von S t e p h a n (W ied. Ann. 17, 935; 1882) bekannt geworden, bei einem astatischen Nadelsystem die Richtkraft der stärkeren Nadel durch Umgebung mit einem dünnen, verstellbaren Eisenring entsprechend abzuschwächen, um die Wirkung beider :adeln gleichzumachen. Diese Maßnahme genügt aber nicht, weil die 'neiden Magneten 1V1 und 11b1' (vgl. Abb. i) stets einen kleinen Winkel d miteinander bilden werden, so daß auch bei völliger Gleichheit der beiden Magneten senkrecht zur Hauptrichtung ein magnetisches Moment Ni resultiert, das der Einwirkung des äußeren Feldes (in Abb. i gestrichelt gezeichnet) nicht entzogen ist. Tatsächlich beobachtet man denn auch, daß, wenn man bei einem astatischen System in der angegebenen Weise (oder durch irgendeine andere analoge Vorrichtung) die Wirkung des äußeren Feldes in der Hauptrichtung zum Verschwinden bringt, dann das System sich senkrecht zur Richtung des äußeren Feldes einstellt. Erst wenn man diese senkrechte Komponente durch eine zweite Operation beseitigt, gelingt es, ein der Wirkung des äußeren Feldes vollkommen entzogenes 'Magnetsystem zu schaffen.On the other hand, it has become known through a suggestion by S tephan (W ied. Ann. 1 7, 935; 1882) to weaken the directional force of the stronger needle in an astatic needle system by surrounding it with a thin, adjustable iron ring in order to achieve the effect of both: to equalize ennobles. However, this measure is not sufficient because the 'envious magnets 1V1 and 11b1' (see Fig the effect of the external field (shown in dashed lines in Fig. i) is not withdrawn. In fact, one observes that if, in an astatic system, the action of the external field is made to disappear in the main direction in the manner indicated (or by some other analogous device), then the system is set perpendicular to the direction of the external field. Only when this vertical component is eliminated by a second operation is it possible to create a magnetic system that is completely withdrawn from the effect of the external field.

Also nur durch zwei voneinander weitgehend unabhängige Einstellungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen läßt sich - und dies ist das wesentlich 'Neue der vorhegenden Erfindung - i°1 zweckmäßiger Weise vollkommene innere Astasierung erzielen. Dies kann nun auf zwei verschiedenen Wegen geschehen. Am einfachsten natürlich, indem man die beiden genau gleichen benutzten Magnete so lange gegeneinander verdreht, bis die magnetischen Achsen in die, gemeinsame Richtung der magnetischen Momente der beiden Nadeln fallen und daher das magnetische Moment verschwindet. Man hat also in der Tat zwei Operationen auszuführen, erstens die magnetischen Momente beider Nadeln einander gleichzumachen und sodann die beiden Nadeln genau parallel zu stellen. Diese Operationen sind ausführbar, doch wird man sie in der Praxis schon aus dem Grunde seltener verwenden, weil nachträglich sowohl der Magnetismus der beiden Nadeln sich ein wenig verändern kann, wie auch die kleinste Verdrehung der beiden Nadein gegeneinander wiederum dem äußeren Felde und damit allen seinen Störungen einen Angriffspunkt liefert.So only through two largely independent settings It is possible to move in two mutually perpendicular directions - and this is essential The novelty of the present invention - i ° 1 expediently complete internal astasis achieve. This can now be done in two different ways. The easiest of course, by twisting the two exactly the same magnets against each other for so long, until the magnetic axes in the common direction of the magnetic moments of the two needles fall and therefore the magnetic moment disappears. One has thus in fact to carry out two operations, firstly the magnetic moments of both To make needles equal to each other and then to place the two needles exactly parallel. These operations can be carried out, but in practice they can be learned from the Reason to use less, because afterwards both the magnetism of the two needles can change a little, as well as the slightest twisting of the two needles against each other again a point of attack for the external field and thus for all its disturbances supplies.

Wie Versuche gezeigt haben, führt folgendes 'Verfahren sicher und einfach zum Ziele. Man verwendet ein aus zwei nahe gleichen Nadeln I und II (Abb. z) gebildetes astatisches System; senkrecht dazu bringt man eine kleine Hilfsnadel III an, deren magnetisches :Moment in der Richtung liegt, daß es die senkrechte Komponente des Hauptsystems (s. Abb. i) merklich überkompensiert. Durch eine!i größeren, verstellbaren Eisenring R (irr Querschnitt gezeichnet) schwächt man die Wirkung des äußeren Feldes auf die stärkere der beiden Hauptnadeln (z. B. die obere) und durch einen kleineren verstellbaren Eisenring r- seine Wirkung auf die Hilfsnadel so weit ab, daß das System der Richtkraft des äußeren Feldes vollkonrmen entzogen ist. Da beide Einstellungen weitgehend, aber nicht vollkommen voneinander unabhängig sind, so müssen sie abwechselnd erfolgen, bis vollkommene innere Astasierung erzielt ist. Nachträgliche kleine .,Änderungen des Systems, sei es bezüglich der Stärke der Magnetisierungen, sei es bezüglich der Richtung der magnetischen Achse der beiden Hauptnadeln gegeneinander, können dann, ohne das aufgehängte System zu berühren, durch mikrometrische Herstellung der beiden Eisenringe sehr einfach immer wieder unschädlich gemacht werden.As experiments have shown, the following 'procedure performs safely and simply to the goal. One uses one of two similar needles I and II (Fig. z) formed astatic system; a small needle is placed perpendicular to it III, whose magnetic: moment lies in the direction that it is the perpendicular Component of the main system (see Fig. I) noticeably overcompensated. By a! I larger, adjustable iron ring R (drawn in cross-section) weakens the effect of the outer field on the stronger of the two main needles (e.g. the upper one) and through a smaller adjustable iron ring - its effect on the auxiliary needle so far that the system is completely withdrawn from the directional force of the external field is. Since both settings are largely, but not completely, independent of one another they must alternate until complete internal astasis is achieved is. Subsequent small changes to the system, be it in terms of strength of magnetizations, be it with respect to the direction of the magnetic axis of the two Main needles against each other, can then, without touching the suspended system, thanks to the micrometric production of the two iron rings very easily over and over again be rendered harmless.

Ein derartig der Wirkung äußerer Felder @ ollkommen entzogenes magnetisches System besitzt natürlich außer der Torsion des Aufhängefadens oder der Federn u. dgl. keine Direktionskraft mehr, seine Schwingungsdauer wird überaus groß. Es ist aber sehr leicht, nach erfolgter Justierung (was wesentlich ist), nötigenfalls durch kleine, von außen angebrachte Hilfsmagnete, die inlromogene Felder erzeugen, eine geeignete Direktionskraft und damit eine geeignete Schwingungsdauer zu erzielen.Such a magnetic field completely withdrawn from the action of external fields In addition to the torsion of the suspension thread or the springs, the system has, of course, u. Like. No more directional force, its period of oscillation becomes extremely long. It is but very easily, if necessary after adjustment (which is essential) small, externally attached auxiliary magnets that generate inlromogenic fields, one to achieve a suitable directional force and thus a suitable period of oscillation.

Das soeben beschriebene Verfahren empfiehlt sich besonders für die Herstellung hochempfindlicher Galvanorneter,' die an Störungsfreiheit die in neuerer Zeit viel benutzten Panzergalvanometer übertreffen und zudern --on manchen Unzuträglichkeiten derselben frei sind.The method just described is particularly recommended for Manufacture of highly sensitive Galvanorneter, 'which in terms of freedom from interference in the newer Armored galvanometer, which has been used a lot for a long time, surpasses and adds - of some inconveniences same are free.

Ein anderes Zerfahren besteht darin, zwei kleine Hilfsnadeln zu verwenden, von denen die eine in Richtung der beiden Hauptnadeln liegt, während die zweite senkrecht dazu montiert ist. Durch Drehen der beiden kleinen Nadeln um eine horizontale Achse lassen sich ihre :magnetischen Momente in horizontaler Richtung so lange verändern, bis den beiden eingangs aufgestellten Bedingungen genügt wird.Another misunderstanding is to use two small auxiliary needles one of which is in the direction of the two main needles, while the second is mounted perpendicular to it. By turning the two small needles around a horizontal one Axis, their: magnetic moments can be changed in the horizontal direction as long as until the two conditions set out at the beginning are satisfied.

Die Störungsfreiheit bezieht sich natürlich nur auf solche Störungsfelder, die innerhalb der. Dimensionen des benutzten Magnetsystems als homogen gelten können. Für nichthomogene Felder können nach Patent 92103 drei Magnete verwendet werden (s. auch Abb.3), und zwar ein größerer I und zwei gleich starke und gleichgerichtete Magnetnadeln II und III, die dem größeren Magneten entgegengerichtet sind, vorausgesetzt, daß durch Hilfsnadeln oder in einer anderen beschriebenen Weise den beiden Hauptbedingungen genügt wird.The freedom from interference naturally only relates to interference fields those within the. Dimensions of the magnet system used can be considered homogeneous. According to patent 92103, three magnets can be used for non-homogeneous fields (see also Fig.3), namely a larger I and two equally strong and aligned Magnetic needles II and III, which are opposite to the larger magnet, provided that by auxiliary needles or in another described manner the two main conditions is sufficient.

Daß den Systemen r_aclr der Erfindung eine für die Messungen geeignete Dämpfung (Luftdämpfung o. dgl.) leicht in üblicher Weise erteilt werden kann, bedarf keiner näheren Ausführung. Ebenso ist klar, daß die Magnetsysteme in Magnetometern Verwendung finden können.That the systems r_aclr of the invention are suitable for the measurements Damping (air damping o. The like.) Can easily be issued in the usual way, requires no further elaboration. It is also clear that the magnet systems in magnetometers Can be used.

Claims

PATEN T CLAIMS: i. Astatic magnet system for interference-free galvanometers or - \ lagnetometer, characterized in that two independent compensation devices are provided that the two still existing, standing perpendicular to each other make the magnetic moments of the system disappear individually.

2. Magnet system according to claim i, characterized in that for the grain compensation two perpendicular toeina-rder standing magnetic needles are provided, of which one in the direction the main axis of the astatic system is located, while the other is perpendicular in addition, whose magnetic: moments are changeable.

3. Magnet system according to claim i and 2, characterized in that one perpendicular to the axis of the main system Axis is provided around which a needle is rotatably arranged and by rotating the Needle the magnetic moment is changeable. Magnet system according to claim i and 2, characterized in that soft iron rings are provided through which the weakening of the magnetic moment of the needles is achieved.